當你用電容傳感器測量多種液體液位時……

MEMS 2021-08-22 00:00

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檢測密閉容器中液體的液位是一項重要功能，而最終用戶往往會將其想當然。但是，如果測量汽車油箱剩余油量的系統不準確，駕駛員很快就會開始關注它。畢竟，沒有人愿意在汽車意外耗盡燃油后，被擱淺在遠離加油站的地方。

由于電容傳感方法可用于測量油箱中的燃油量、洗衣機筒中的水量乃至任何類型容器中任何液體的量，因此能聽到該技術取得改進是件好事。艾邁斯歐司朗新型AS8579電容傳感器采用改進的液面傳感技術，其具備一些更加智能的功能，因此要優于當今使用的現有液面傳感產品。

新穎多級傳感，

改進洗衣效果

電容傳感是廣泛使用的液面傳感技術。它采用電容的原理：向一個電極施加電壓時，電荷在兩塊金屬板（或“電極”）之間的空隙中累積。累積的電荷量取決于一種屬性，即兩塊材料之間的“介電常數”。

例如，空氣的介電常數就不同于汽油的介電常數。這意味著，當汽油從油箱中排出，連接在油箱兩側的電極之間的空隙充滿了空氣而不是燃油，此時電容傳感器可以檢測電容的變化。對于處理器芯片來說，將電容的這種變化轉換為油箱中燃油液位測量值是很簡單的。

AS8579測量系統的核心是一項稱為I/Q解調的電容傳感技術。此方法測量系統阻抗的電阻以及電容元件。與其他電容傳感方法不同，這種方法的效果是即使在困難的條件下也能可靠地工作，而且即使是微小的電容變化，也能感測到。這意味著它可以測量液體液位的微小變化，例如油箱中的汽油。

AS8579還有另一個不尋常的功能，同樣令人驚嘆：它可以區分同一水箱中多種不同液體的液面。

艾邁斯歐司朗的產品設計人員巧妙地在AS8579上提供了用于多達10個傳感器輸入的引腳，因此，它可以連接到附在一個液體容器上的10個電極片，同時提供10個單獨的液位測量值。

比方說，可以想象一下將這項技術應用到洗衣機上的效果：我們知道水、空氣和泡沫都有不同的介電常數。在洗滌過程中，當洗衣筒裝滿富含洗滌劑的水后，洗衣筒旋轉會攪動水，因此空氣會從洗衣筒中被擠壓出來。一系列水平電極片上下依次附在洗衣筒的側面，每個電極片都連接到一個AS8579芯片，可用于檢測水的液位（提供一個電容值）、頂部泡沫的液位（提供另一個電容值）以及頂部剩余的可用空間量，因為空氣會產生第三個電容值。

在洗衣機中，這使控制系統能夠實現敏感的保護功能，確保洗衣筒不會充滿泡沫。多級傳感功能在家用電器和工業設備中還有無數其他應用，只要使用AS8579傳感器和一個基本微控制器就可以實現。對于需要非常精確地測量單種液體液位的應用，AS8579也是理想之選：在這種情況下，單個電極垂直地布放于水箱或容器，這樣AS8579就能夠測量電容隨液體升降、從而覆蓋或暴露電極的微小變化。

可用于汽車、工業

和消費電子設計

AS8579液位傳感器現在可用于消費電子和工業產品以及油箱等汽車應用。它完全符合汽車級認證，并提供多個片上診斷功能，確保支持高達ASIL B級的汽車ISO 26262功能安全標準。AS8579在四個可選驅動器輸出頻率下工作（45.45kHz、71.43kHz、100kHz或125kHz），具有出色的抗電磁干擾性。其額定工作溫度范圍為-40°C至125°C。

設計人員可使用專用評估套件AS8579-TS_EK_DB，立即開始通過AS8579液位傳感器進行開發工作。